Question

【題目】固體聚合硫酸鐵（SPFS）是一種重要的無機高分子絮凝劑，極易溶于水，其化學組成可表示為Fex(OH)y(SO4)znH2O。

Ⅰ．SPFS的工業(yè)制備：

用綠礬（FeSO4·7H2O）與NaClO3溶液在酸性介質(zhì)中充分反應，經(jīng)水解、聚合、減壓蒸發(fā)可得到聚合硫酸鐵

Ⅱ．SPFS的組成測定：

取8.19g某固體聚合硫酸鐵溶解于水，向其中加入過量的BaCl2溶液到沉淀完全，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到9.32g白色沉淀；向濾液中加入NH3·H2O，調(diào)節(jié)溶液pH=6，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、灼燒得到4.00 g固體Fe2O3。

（1）從FeSO4溶液中得到綠礬的實驗操作為 ___________________________。

（2）Ⅰ中綠礬與NaClO3溶液反應的離子方程式為______________________。

（3）Ⅱ中當溶液pH=6時，c(Fe3＋)＝_______。(已知：Ksp[Fe (OH) 3]=4.0×10－38)

（4）該SPFS的化學式為______________（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋＝6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 4.0×10－14 molL－1 Fe5(OH)7(SO4)4·2H2O

【解析】本題主要考查關于物質(zhì)的量的計算。

（1）從FeSO4溶液中得到綠礬的實驗操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

（2）Ⅰ中綠礬與NaClO3溶液反應中Fe2＋被ClO3－氧化為6Fe3＋，同時得到還原產(chǎn)物Cl－，反應的離子方程式為6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋＝6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。

（3）Ⅱ中當溶液pH=6時，c(OH-)＝1×10-8mol/L，c3(OH-)c(Fe3＋)=Ksp[Fe (OH) 3]=4.0×10－38，得到c(Fe3＋)＝4.0×10－14 molL－1。

（4）9.32g白色沉淀是硫酸鋇，其物質(zhì)的量為0.04mol，其中的質(zhì)量為3.84g；4.00 g固體Fe2O3的物質(zhì)的量為0.025mol，其中含Fe3＋0.05mol即2.8g；根據(jù)電荷守恒可得n(OH－)=0.15mol-0.08mol=0.07mol即1.19g；m(H2O)=(8.19-3.84-2.8-1.19)g=0.36g，n(H2O)=0.02mol。因此，該SPFS的化學式為Fe5(OH)7(SO4)4·2H2O。